JPS58105578A - semiconductor device - Google Patents
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- JPS58105578A JPS58105578A JP57208714A JP20871482A JPS58105578A JP S58105578 A JPS58105578 A JP S58105578A JP 57208714 A JP57208714 A JP 57208714A JP 20871482 A JP20871482 A JP 20871482A JP S58105578 A JPS58105578 A JP S58105578A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は浅い接合ゲート構造を有するデバイスに係る。[Detailed description of the invention] Technical field The present invention relates to devices with shallow junction gate structures.
本発明の背景
最近、半導体デバイスに多くの材料を用いることが考え
られてきi;;シリコンは現在そのようなデバイスの圧
倒的多数に使われている。酊−■族化合物半導体のよう
な他の材料が、高速電界効果トランジスタのようなある
種の用途に対し、シリコンより潜在的に可能性があって
も、このことは真実である。■−V族材料の一つGaA
sは、電界効果トランジスタ用として、かなり精力的に
研究されてきた。なぜならば、この材料から作られたそ
のようなデバイスは、GaAs中の電子のドリフト移動
度が高いために、シリコンデバイスより速い可能性があ
るからである。BACKGROUND OF THE INVENTION Recently, many materials have been considered for use in semiconductor devices; silicon is currently used in the vast majority of such devices. This is true even though other materials, such as group compound semiconductors, have more potential than silicon for certain applications such as high-speed field effect transistors. ■-GaA, one of the V group materials
s has been extensively studied for use in field effect transistors. This is because such devices made from this material can be faster than silicon devices due to the high drift mobility of electrons in GaAs.
たとえば、GaO,47xno、113 Asのような
他の材料は、低電界での移動度がより高いため、FET
としてはGaAsより潜在的には魅力がある。りんを含
む他の組成とともに、この組成はInP基板に格子i合
をとってエピタキシャル成長できるため、関心がもたれ
ている。For example, other materials such as GaO, 47xno, 113As have higher mobility at low electric fields, making them suitable for FETs.
As such, it is potentially more attractive than GaAs. This composition, along with other compositions containing phosphorus, is of interest because it can be epitaxially grown in lattice i-coupling on InP substrates.
しかし、適当なゲート構造がない定め、I nGaAs
電界効果トランジスタはGaAs FETの開発段階及
び少くとも部分的な市販デバイスの段階に達していない
。たとえば、アブラPhysics Letters
、 2 3 4 5 8−4 5 9
頁、1973年10月15日には、単純なAn/cao
、47InO,53AS接触は約0.2ボルトの障壁高
さを有し、この高さは有用な電界効果トランジスタ用に
は低すぎることが報告されている。However, there is no suitable gate structure, and InGaAs
Field effect transistors have not reached the stage of development and at least partial commercial devices of GaAs FETs. For example, Abra Physics Letters
, 2 3 4 5 8-4 5 9
Page, October 15, 1973, a simple An/cao
, 47InO, 53AS contacts have been reported to have a barrier height of about 0.2 volts, which is too low for useful field effect transistors.
適当なゲート構造がないという欠点を克服する之めに、
いくつかの方法がとられてきた。In order to overcome the drawback of not having a suitable gate structure,
Several methods have been used.
Device Letters ) + 1 + 11
0 111頁。Device Letters) + 1 + 11
0 111 pages.
1980年6月に、zrl拡散により製作したp −n
接合ゲートを有するI nGaAs接合電界トランジス
タを報告して、いる。このデバイスは逆バイアスpn接
合によるゲート漏れ電流が減少するという利点をもつが
、そのようなデバイスはチャネル長を短くして製作する
ことが容易ではなかった。モーガン(Morgan)ら
は、エレクトロニクス・レターズ(Electroni
csLetlersJ、 1 4 、 7 3 7
7 3 8 頁、 1978年11月9日に、
薄いSiOx層が存在することにより、障壁高さが約0
.5ボルトに増加しfr−InGaAsショットキー・
ダイオードを報告し友。SiOx層が存在すると、明ら
かに障壁高さは増すが、電界蓄積効果をもたらす多数の
トラップ準位が存在するため、それは好まシくすかった
。加えて、ショットキー障壁高さを上げるために、半絶
縁性Alo、as In(1,HAs層を用いたGaI
nAs F E Tが、オーツ(Ohno)らにより、
ヱ(−イーイーイー 千しクトロ2、ヱバ(:l L
/ 9 二:X (I EEE Ele’ctronD
evice Letters) l + 154−15
5頁91980年8月に報告された。本質的なトンネル
電流を防止するために必要なAj!InAs層の最小の
厚さは、20ナノメータ(200オングストローム)で
あつ几と報告されている。p-n produced by zrl diffusion in June 1980
We report an InGaAs junction field transistor with a junction gate. Although this device has the advantage of reducing gate leakage current due to a reverse biased pn junction, it has not been easy to fabricate such a device with a short channel length. Morgan et al.
csLetlersJ, 1 4, 7 3 7
7 3 8 pages, November 9, 1978,
Due to the presence of the thin SiOx layer, the barrier height is approximately 0.
.. Increased to 5 volts fr-InGaAs Schottky
Friend reporting the diode. The presence of the SiOx layer obviously increases the barrier height, but it is preferred because of the presence of a large number of trap levels that provide a field accumulation effect. In addition, to increase the Schottky barrier height, semi-insulating Alo, as In(1, GaI using HAs layer)
nAs FET was determined by Ohno et al.
ヱ(-eeeeee Chishikutro 2, Eba(:l L
/ 9 2:X (I EEE Ele'ctronD
evice Letters) l + 154-15
Reported on page 5 9 August 1980. Aj required to prevent essential tunneling current! The minimum thickness of the InAs layer is reported to be 20 nanometers (200 angstroms).
このことにより、絶縁層にかなりの電界効果が起る。This causes significant field effects in the insulating layer.
GaInAs以外の材料について、ショットキー障壁高
さを上げる方法に関して、他の報告がある。たとえば、
ブツチャ(Bucher )らはアプライドφフィジッ
クス・レターズ(Applied Physics L
etters ) 、 23−+ 617−619頁、
1973年12月1日1c、Cu拡散Au / CdS
接合はショットキー障壁高さが増加すると報告し友。シ
ャノン(5hannon )はアプライド・フィジック
ス・レターズ(Applied Physics Le
tters ) + 25+ 75.−77頁、197
4年7月1日に、Ni−8iダイオードのショットキー
障壁高さは、下のp形層上に浅いn形層を生成するため
に、イオン注入を用いることKより、増加したことを報
告した。There are other reports on methods to increase the Schottky barrier height for materials other than GaInAs. for example,
Bucher et al.
etters), 23-+ pp. 617-619,
December 1, 1973 1c, Cu-diffused Au/CdS
A friend reported that the junction increases the Schottky barrier height. Shannon (5hannon) is an Applied Physics Lecturer.
tters) + 25+ 75. -77 pages, 197
reported on July 1, 2013 that the Schottky barrier height of Ni-8i diodes was increased by using ion implantation to produce a shallow n-type layer on the underlying p-type layer. did.
本発明の要約
本発明に従うと、異なる伝導形を有するInGaAs層
上に配置された、−伝導形の薄(かつ高濃度ドープIn
GaAs層は、前者のI nGaAs層の実効的ショッ
トキー障壁高さを上げる。好ましい実施例においソ゛、
後の方の層は完全に空乏化し、InP基板上に成長した
n形GaO,4? ■no、53 As ・上に配置さ
れたp形Ga0.4?In6..3Aliから成る。更
に好ましい実施例において、得られる構造は、電界効果
トランジスタデバイスに用いられる。SUMMARY OF THE INVENTION In accordance with the present invention, a thin (and heavily doped InGaAs layer) of -conductivity type is disposed on an InGaAs layer having a different conductivity type.
The GaAs layer increases the effective Schottky barrier height of the former InGaAs layer. In a preferred embodiment,
The latter layer is fully depleted and consists of n-type GaO,4? grown on an InP substrate. ■no, 53 As ・P-type Ga0.4 placed above? In6. .. Consists of 3 Ali. In a further preferred embodiment, the resulting structure is used in a field effect transistor device.
詳細な記述
本発明に従うショットキー障壁高さが増したI nGa
Asダイオードを、第1図の断面図で示す。明瞭にする
几めに、他の図面と同様、この図面においてデバイスの
要素は、実際の寸法と異なった比率で示されている。一
般的に1と記されたデバイスは、第1の伝導形を有する
InP基板11.第1の伝導形を有する第1のエピタキ
シャルI nGaAa層13、第1
3の伝導形を有する第2のI nGaAsエピタキシャ
ル層15及び第2′の伝導形を有する第3のI nGa
Asエピタキシャル層17から成る。Detailed Description InGa with increased Schottky barrier height according to the present invention
An As diode is shown in cross-section in FIG. For the sake of clarity, the elements of the device are shown in this drawing, as in the other drawings, not to scale. Devices generally designated 1 include an InP substrate 11. having a first conductivity type. A first epitaxial I nGaAa layer 13 having a first conductivity type, a second I nGaAs epitaxial layer 15 having a third conductivity type, and a third I nGaA layer having a second conductivity type.
It consists of an As epitaxial layer 17.
層はInGaAs層としであるが、得られる層がInP
基板に格子整合する限シ、これらの層はりんのような他
の元・素を含んでもよい。更に、それはそれぞれ層11
及び17に作られたオーム性接触19及び、ショットキ
ー接触21から成る。好ましい一実施例において、第2
の伝導形はp形で、層17は熱平衡において完全に空乏
化し、層15の実効的ショットキー障壁高さを上げるよ
うな厚さとドーピング密度を有する。トンネル電流が増
すため、薄すぎる層は好ましくない。The layer is an InGaAs layer, but the resulting layer is an InP layer.
These layers may also contain other elements, such as phosphorus, as long as they are lattice matched to the substrate. Furthermore, it is layer 11 respectively.
and 17, and a Schottky contact 21. In one preferred embodiment, the second
The conductivity type of is p-type and layer 17 is fully depleted at thermal equilibrium and has a thickness and doping density such that it increases the effective Schottky barrier height of layer 15. Layers that are too thin are undesirable because of increased tunneling current.
一実施例において、基板はn+(100)InP基板で
ある。層13は0.5μmの厚さと2×10183−3
のドーピング密度を有する n十〇aO,4? rno
、5sAs層で、基板との界面に妨げとなる接合が形成
される可能性を除くため成長させる。この層は必要なら
省いてもよい。層15は3μmの厚さと1.lX10
cm のドーピング密度をもつn形Ga04? I
n(1,53Aaである。In one embodiment, the substrate is an n+ (100) InP substrate. Layer 13 has a thickness of 0.5 μm and 2×10183-3
with a doping density of n10aO,4? rno
, 5sAs layers are grown to eliminate the possibility of forming interfering junctions at the interface with the substrate. This layer can be omitted if necessary. Layer 15 has a thickness of 3 μm and 1. lX10
n-type Ga04 with doping density of cm? I
n (1,53Aa.
層17はp” Ga0,4? I no、sa Asで
約8ナノメータ(80オングストローム)の厚さと、8
×1018cW1−3のドーピング密度を有する。n形
ドーパントはSn又はSiでよく、p形ドーパントはB
e又はMgでよい。オーム性接触19は基板に対してS
n Auを電解メッキし、450Cで約20秒シンタ
することにより形成される。Layer 17 is p'' Ga0,4?I no,sa As and approximately 8 nanometers (80 angstroms) thick;
It has a doping density of x1018cW1-3. The n-type dopant can be Sn or Si, and the p-type dopant can be B.
It may be e or Mg. Ohmic contact 19 is S to the substrate.
It is formed by electrolytically plating n Au and sintering at 450C for about 20 seconds.
ショットキー接触21は表面に堆積された円状のAuド
ツトである。Schottky contacts 21 are circular Au dots deposited on the surface.
例として示したデバイスは、エイ・ワイ・チョー(AI
IYlICho)及びジエイ・アール・アーサー(J
、Jt、 Arthur )著のプログレスΦイン・ソ
リッド・ステート・フィジックス(Progres
in 5olid 5tate Physics )
+上卦157頁、1975中の論文に述べられているよ
うな周知の分子線エピタキシーにより製作すると便利で
ある。層の厚さ及びドーピング密度は、例であり修正し
てもよい。層17は約7ないし100ナノメータ(70
および1000オングストローム)の厚さを有するのが
望ましい。他の修正も考えられる。たとえば、ショット
キー接触を形成するために、Auの代りにMを用いても
よい。The device shown as an example is an AI
IYlICho) and J.R. Arthur (J.
, J.T., Arthur)
in 5solid 5tate Physics)
It is conveniently produced by the well-known molecular beam epitaxy, as described in the article in 1975, p. 157. Layer thicknesses and doping densities are examples and may be modified. Layer 17 is about 7 to 100 nanometers (70
and 1000 angstroms). Other modifications are also possible. For example, M may be used instead of Au to form a Schottky contact.
障壁高さを可能な限り増すため、デバイス・パラメータ
は、p+層が熱平衡において十分空乏化するように選択
、される。薄くかつ十分空乏化した層を有する擬ショッ
トキー障壁ダイオードのエネルギー帯図が、第2図に示
されている。領域41はn形層で、領域43はp+形層
、領域45は金属である。Ec、、Ef及びEvは、そ
れぞれ伝導帯、フェルミ準位及び価電子帯をさす。ダイ
ヤグラムはポアソン方程式を解くことにより得られる。To increase the barrier height as much as possible, device parameters are selected such that the p+ layer is fully depleted at thermal equilibrium. The energy band diagram of a pseudo-Schottky barrier diode with a thin and fully depleted layer is shown in FIG. Region 41 is an n-type layer, region 43 is a p+ type layer, and region 45 is a metal. Ec, Ef and Ev refer to the conduction band, Fermi level and valence band, respectively. The diagram is obtained by solving Poisson's equation.
多数電子に対する△φ′3 で示される障壁高さの増加
が明らかである。p 層が空乏化するのは、一部分p+
−〇接合のためであり、一部分はAu/p+接触のため
であることに注意すべきである。詳細な解析をすること
もでき、それによると、前者より後者の方がより大きな
寄与をすることがわかる。従って、ポテンシャル−エネ
ルギーのピークはp 層の内側にあるが、p+ 、金属
的接合の近くにある。Aと示され交エネルギー帯図中の
屈曲点は、正確にp+ 、接合の位置である。An increase in the barrier height, denoted by Δφ'3, for a large number of electrons is evident. The p layer is partially depleted due to p+
It should be noted that one part is for the -〇 junction and one part is for the Au/p+ contact. A detailed analysis can also be made, which shows that the latter makes a larger contribution than the former. Therefore, the potential-energy peak is inside the p layer, but close to the p+, metallic junction. The inflection point in the alternating energy band diagram, denoted A, is exactly at the p+ junction.
第3図は約8ナノメータ(80オングストローム)のp
+層を有する本発明のショットキー障壁ダイオードの、
典型的な電流電圧特性を示し、電圧は水平に、電流は垂
直にプロットされている。デバイスは300μmの直径
を有し、逆方向漏れ電流は1ボルトにおいて約30μA
、1.5ボルトにおいて115μAであった。これはl
X200μmゲートの場合、1ボルトにおける85nA
、1.5ボルトにおける0、33μAの逆方向漏れ電流
にそれぞれ対応する。この大きさの漏れ電流は、酸化物
により増加したショットキー・ダイオードのそれと同程
度である。逆方向漏れ電流は印加電圧とともに指数関数
的に増加することがわかったが、これはトンネルによる
ものであることが示された。Figure 3 shows p of approximately 8 nanometers (80 angstroms).
of the Schottky barrier diode of the present invention having a + layer,
Typical current-voltage characteristics are shown, with voltage plotted horizontally and current plotted vertically. The device has a diameter of 300 μm and the reverse leakage current is approximately 30 μA at 1 volt.
, 115 μA at 1.5 volts. This is l
85nA at 1 volt for x200μm gate
, corresponding to reverse leakage currents of 0 and 33 μA at 1.5 volts, respectively. This magnitude of leakage current is comparable to that of an oxide-enhanced Schottky diode. The reverse leakage current was found to increase exponentially with applied voltage, which was shown to be due to tunneling.
ショットキー障壁ダイオ、−ドの実効的障壁高さは、第
(1)式から計算できる。The effective barrier height of the Schottky barrier diode can be calculated from equation (1).
kT *。kT *.
φ’、= −In (A T/Js) (1)こ
こで、A*はリチャードソン定数(Richardso
nconstant)で、Jsは逆方向漏れ電流密度で
ある。電子の実効質量を0.041m、A−4,92A
/cm” / K”と仮定すると、実効障壁高さは0.
47ボルトである。理論的には、p+表面層によるショ
ットキー障壁高さの増加、Δφ′8は、第(2)式によ
りほぼ与えられる。φ', = -In (A T/Js) (1) Here, A* is Richardson's constant (Richardson's constant
nconstant) and Js is the reverse leakage current density. The effective mass of the electron is 0.041 m, A-4,92A
/cm”/K”, the effective barrier height is 0.
It is 47 volts. Theoretically, the increase in Schottky barrier height due to the p+ surface layer, Δφ'8, is approximately given by equation (2).
ここで、εSはGa (1,47xno、53 As層
の誘電率で、NAはp+層のドーピングレベル、dはp
+層の厚さである。第(2)式は第(3)式が成立する
時のみ、成り立つことが示される。Here, εS is the dielectric constant of the Ga(1,47xno,53As layer), NA is the doping level of the p+ layer, and d is the p
+Layer thickness. It is shown that equation (2) holds only when equation (3) holds.
ここで、NDはn形層のドーピングレベル、Vb+はp
−n接合の埋め込み電位である。Here, ND is the doping level of the n-type layer, and Vb+ is the p
− This is the buried potential of the n junction.
ここで示し次構造の厚さ及びドーピングレベルはこの条
件を満す。従って、ショットキー障壁の増加は、0.3
ボルトと計算され、実効障壁高さ全体では0.5ボルト
になり、このことは第(1)式からの計算とよく一致す
る。The thickness and doping level of the structure shown here satisfies this condition. Therefore, the increase in Schottky barrier is 0.3
volts, and the total effective barrier height is 0.5 volts, which agrees well with the calculation from equation (1).
第3図に示された順方向1−V特性は、理想係数1.3
のショットキー障壁ダイオードに対する標準的な電流方
程式と、よく合う。理想係数がこのように1でないこと
は、実効障壁高さの強い電圧依存性を示す。印加電圧が
空乏したp+層及びn形層中の空乏領域間で降下するこ
とを考えると、このことは驚くことではない。ショット
キー障壁の理想係数が1でないことにより、ミキサダイ
オードでは過度のショット雑音を発生しつるが、MIS
FET用としてはさほど重要ではない。他のデバイスに
は、たとえば他のショットキー障壁デバイスとともに、
iMPATTダイオードが含まれる。たとえば、カット
イン電圧を電流が10μAに達するのに必要な順方向バ
イアス電圧と仮定すると、ショットキー障壁ダイオード
は0.005ボルトのカットイン電圧を有する。The forward 1-V characteristic shown in Figure 3 has an ideality factor of 1.3.
fits well with the standard current equation for a Schottky barrier diode. This fact that the ideality factor is not 1 indicates a strong voltage dependence of the effective barrier height. This is not surprising given that the applied voltage drops across the depletion region in the depleted p+ and n-type layers. The ideality factor of the Schottky barrier is not 1, which causes excessive shot noise in mixer diodes, but MIS
It is not very important for FET. Other devices include, for example, along with other Schottky barrier devices.
Includes an iMPATT diode. For example, assuming the cut-in voltage is the forward bias voltage required for the current to reach 10 μA, a Schottky barrier diode has a cut-in voltage of 0.005 volts.
フェルミレベルと価電子帯最大値間の間隔かつ見積ると
p+層中の自由正孔密度は、約1.6X10” cm
−3であった。この値はN″Aに比べ無視できるほど小
さく、空乏の条件を満す。すなわち、pはNA より
はるかに小さい。The spacing between the Fermi level and the valence band maximum and the estimated free hole density in the p+ layer is approximately 1.6X10” cm
-3. This value is negligibly small compared to N″A and satisfies the depletion condition. That is, p is much smaller than NA.
ここでpは自由正孔密度である。Here p is the free hole density.
層17が70ナノメータ(700オングストローム)の
厚さを有することを除き、第1図と同じドーピング濃度
及び層厚を有するデバイスを製作した。先に述べたデバ
イスと同じ面積のGa 0.47 ”0.53 As
p n接合ダイオードは、0.14ボルトのカットイ
ン電圧と2ボルトのバイアスで1mAの逆方向漏れ電流
を有した。A device was fabricated with the same doping concentrations and layer thicknesses as in FIG. 1, except that layer 17 had a thickness of 70 nanometers (700 angstroms). Ga 0.47"0.53 As with the same area as the previously mentioned device
The p-n junction diode had a reverse leakage current of 1 mA at a cut-in voltage of 0.14 volts and a bias of 2 volts.
ダイオードの容量−電圧特性もまた得友。The capacitance-voltage characteristics of diodes are also a good friend.
I MH2におけるC−■特性の測定では、ヒステリシ
スを示さなかった。C対電圧のプロット(図示されてい
ない)は、n形層中の1.2 X 1017cm−3の
一様なキャリヤ濃度と約0.51ボルトの障壁高さを示
した。これらの測定はホール測定及びI−V測定と、そ
れぞれよく一致した。Measurement of C-■ characteristics in I MH2 did not show hysteresis. A plot of C versus voltage (not shown) showed a uniform carrier concentration of 1.2 x 10 cm in the n-type layer and a barrier height of about 0.51 volt. These measurements agreed well with Hall measurements and IV measurements, respectively.
第1図に示されたデバイス及びそれを修正したものは、
それ自身で使ってもよいが、更に修正してもあるいはた
とえば第4図に断面を示す電界効果トランジスタのよう
な他のデバイスとともに使ってもよい。このデバイスは
一般に第1図に示されたデバイスを組込むが、層13が
省かれ、基板31は半絶縁性である。電極21はGと記
され、オーム性接触19すなわち基板電極は省かれてい
る。層35はn形層 n −53Ga、47 Asから
成り、層37はp形In、1lsGa、47 Asから
なる。デバイスは更にソース(第1)及びドレイン(第
2)電極から成り、それらはそれぞれS及びDと記され
ている。デバイスは一知の分子ビームエピタキシーで製
作するのが便利である。電極はp形層 nGaAs表面
に通常のG6 Au合金蒸着をし、約440Cの温度で
約30秒間合金化することにより作られる。合金はp+
層を貫きn形層中で止る。測定によると、シンター(S
inteving )の後ソース及びドレイン電極はオ
ーム性となった。The device shown in FIG. 1 and its modifications are:
It may be used on its own or with further modification or in conjunction with other devices such as, for example, a field effect transistor, shown in cross section in FIG. This device generally incorporates the device shown in FIG. 1, but layer 13 is omitted and substrate 31 is semi-insulating. Electrode 21 is marked G, and ohmic contact 19 or substrate electrode is omitted. Layer 35 consists of an n-type layer n-53Ga, 47As, and layer 37 consists of p-type In, 1lsGa, 47As. The device further consists of source (first) and drain (second) electrodes, labeled S and D, respectively. Devices are conveniently fabricated by well-known molecular beam epitaxy. The electrodes are made by depositing a conventional G6 Au alloy on the p-type nGaAs surface and alloying at a temperature of about 440C for about 30 seconds. The alloy is p+
It penetrates the layer and stops in the n-type layer. According to measurements, sinter (S
After inteving) the source and drain electrodes became ohmic.
p+層は最初に形成されたよう5に、約100ナノメー
タ(1000オングストローム)以下の厚さであり、本
質的なトンネル電流を防止するには十分厚い。層35へ
の電極が作りに lくいため、より厚い層は好ましく
ない。ゲート電極及びソース、ドレイン電極間で、約1
5ナノメータ(150オングストローム)以下の厚さと
するため、オーム性電極形成後、層17はエッチした。The p+ layer, as originally formed, is approximately 100 nanometers (1000 angstroms) or less thick, and is thick enough to prevent substantial tunneling current. Thicker layers are not preferred because the electrodes to layer 35 are difficult to make. Approximately 1 between the gate electrode and the source and drain electrodes
After forming the ohmic electrodes, layer 17 was etched to a thickness of less than 5 nanometers (150 angstroms).
金属電極はエツチングプロセスのマスクとして役立つ。The metal electrode serves as a mask for the etching process.
エツチングは通常のエツチング技術で行えばよい。ゲー
ト電極下の層37の部分は完全に空乏化するため、p
層を完全に除去する必要はない。最初に形成したように
、p+層の厚さが150オングストローム以下ならば、
エツチングは省いてもよい。Etching may be performed using a normal etching technique. Since the portion of the layer 37 under the gate electrode is completely depleted, p
It is not necessary to completely remove the layer. If the thickness of the p+ layer is less than 150 angstroms as originally formed,
Etching may be omitted.
ノーマリ・デバイスについて説明したが、周知の方法で
層37の厚さを変えることにより、ノーマリ・オフデバ
イスもまた製作できる。加えて、n−チャネルFETに
ついて説明したが、層37をn形、層35をp形とする
ことにより、p−チャネルFETを製作してもよい。Although normally-off devices have been described, normally-off devices can also be fabricated by varying the thickness of layer 37 in well known manner. Additionally, although an n-channel FET is described, a p-channel FET may be fabricated by making layer 37 n-type and layer 35 p-type.
第1図はショットキー障壁高さが増した本発明に従うダ
イオードの概略図、
第2図は本発明に従うショットキー障壁ダイオードの熱
平衡におけるエネルギー帯図、第3図は本発明の典型的
なショットキー障壁ダイ牙−ドの電流−電圧特性を示す
図、第4図は本発明に従う電界効果トランジスタの概略
図である。
〔主要部分の符号の説明〕
基板 11.31第1のエ
ピタキシャル層 15.35第2のエピタキシ
ャル層 17.37エビタキシヤルI nGa
As層 13第2のエピタキシャル層への電極
21. Gオーム性接触 19
2個の追加された電極 D及びS出願人:ウェ
スターン エレクトリックカムパニー、インコーポレー
テッドFIG. 1 is a schematic diagram of a diode according to the invention with increased Schottky barrier height; FIG. 2 is an energy band diagram at thermal equilibrium of a Schottky barrier diode according to the invention; FIG. 3 is a typical Schottky according to the invention. FIG. 4, a diagram showing the current-voltage characteristics of a barrier diode, is a schematic diagram of a field effect transistor according to the present invention. [Explanation of symbols of main parts] Substrate 11.31 First epitaxial layer 15.35 Second epitaxial layer 17.37 Ebitaxial InGa
As layer 13 Electrode to second epitaxial layer
21. G ohmic contact 19
2 additional electrodes D and S Applicant: Western Electric Company, Inc.
Claims (1)
も一個の電極から成る半導体デバイスにおいて、 該基板はInPから成り、少くとも一つの該エピタキシ
ャル層は順に、第1の伝導形を有する1口GaAsから
成る第1のエピタキシャル層及び第2の伝導形を有する
第2のエピタキシャル層から成り、該第2のエピタキシ
ャル層は7ないし100ナノメータの範囲の厚さを有し
、該少くとも一個の電極は、該第2のエピタキシャル層
への電極を含み、少くとも一つの該エピタキシャル層は
、必要に応じて、該第1の伝導形を有し、InP基板と
第1のエピタキシャル層の中間に配置された別のエピタ
キシャルInGaAs層を含んでもよいことを特徴とす
る半導体デバイス。 2、特許請求の範囲第1項に記載された半導体デバイス
において、 該第1の伝導形はn形で、該第2の伝導形はp形である
ことを特徴とする半導体デバイス。 3、特許請求の範囲第1又は第2項に記載された半導体
デバイスにおいて、 該第2のエピタキシャル層は15ナノメータより小さな
厚さを有することを特徴とする半導体デバイス。 4、特許請求の範囲第2又は第3項に記載された一半導
体デバイスにおいて、 該少(とも1個の電極は基板へのオーム性接触を含み、
該第2のエピタキシャル層は熱平衡において、完全に空
乏化することを特徴とする半導体デバイス。 5、特許請求の範囲第11第2又は第3項に記載された
半導体ラバ。イスにおいて、該少くとも1個の電極は第
2のエピタキシャル層への電極と、第1のエピタキシャ
ル層への2個の追加された電極を含み、該第1の電極は
該追加された電極の中間にあることを特徴とする半導体
デバイス。 6、 特許請求の範囲第5項に記載された半導体デバイ
スにおいて、 第2のエピタキシャル層の少くとも該追加され迄電極間
の部分は、15ナノメータより小さい厚さを有すること
を特徴とする半導体デバイス。[Claims] 1. A semiconductor device comprising a substrate, at least one epitaxial layer and at least one electrode, wherein the substrate is made of InP, and the at least one epitaxial layer is, in order, of a first conductivity type. a first epitaxial layer of single-portion GaAs having a conductivity type and a second epitaxial layer having a second conductivity type, the second epitaxial layer having a thickness in the range of 7 to 100 nanometers; at least one of the electrodes includes an electrode to the second epitaxial layer, and at least one of the epitaxial layers optionally has the first conductivity type and connects the InP substrate and the first epitaxial layer. A semiconductor device characterized in that it may include another epitaxial InGaAs layer disposed intermediate the semiconductor device. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type. 3. A semiconductor device as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the second epitaxial layer has a thickness of less than 15 nanometers. 4. A semiconductor device according to claim 2 or 3, wherein the at least one electrode includes an ohmic contact to the substrate;
A semiconductor device characterized in that the second epitaxial layer is completely depleted in thermal equilibrium. 5. A semiconductor rubber as set forth in claim 11, item 2 or 3. In the chair, the at least one electrode includes an electrode to the second epitaxial layer and two additional electrodes to the first epitaxial layer, and the first electrode is connected to the additional electrode. A semiconductor device characterized by being in the middle. 6. The semiconductor device according to claim 5, characterized in that at least the portion of the second epitaxial layer between the electrodes until said addition has a thickness of less than 15 nanometers. .
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